铸造工艺课程设计-说明书.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date铸造工艺课程设计-说明书本科毕业论文模板铸造工艺课程设计说明书佳木斯大学-目 录1 前 言31.1 本设计的意义41.1.1 本设计的目的41.1.2 本设计的意义41.2 本设计的技术要求51.3 本课题的发展现状51.4 本领域存在的问题51.5 本设计的指导思想61.6 本设计拟解决的关键问题62 设计方案62.1 零件的材质分析72.2 支座工艺设计的内容和要
2、求82.3 造型造芯方法的选择102.4 浇注位置的选择与分型面的选择102.4.1 浇注位置的选择102.4.2 分型面的确定122.4.3 砂箱中铸件数目的确定143 设计说明153.1 工艺设计参数确定153.1.1 最小铸出的孔和槽153.1.2 铸件的尺寸公差163.1.3 机械加工余量173.2 铸造收缩率173.2.1 起模斜度183.2.2 浇注温度和冷却时间193.3 砂芯设计193.3.1 芯头的设计203.3.2 砂芯的定位结构203.3.3 芯骨设计213.3.4 砂芯的排气213.4 浇注系统及冒口,冷铁,出气孔的设计213.4.1 浇注系统的类型和应用范围213.4
3、.2 确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向223.5 决定直浇道的位置和高度223.5.1 计算内浇道截面积233.5.2 计算横浇道截面积233.5.3 计算直浇道截面积243.5.4 冒口的设计254 铸造工艺装备设计254.1 模样的设计264.1.1 模样材料的选用264.1.2 金属模样尺寸的确定264.1.3 壁厚与加强筋的设计264.1.4 金属模样的技术要求264.1.5 金属模样的生产方法274.2 模板的设计274.2.1 模底板材料的选用274.2.2 模底板尺寸确定274.2.3 模底板与砂箱的定位274.3 芯盒的设计284.3.1 芯盒的类型和材质284.3
4、.2 芯盒的结构设计284.4 砂箱的设计284.4.1 砂箱的材质及尺寸285 结 论28致 谢29参 考 文 献29不要删除行尾的分节符,此行不会被打印1 前 言1.1 本设计的意义 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部 分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 1.1.1 本设计的目的铸造工艺课程设计是学完了铸造工艺基础课程后,对铸造工艺过程进一步了解的练习性的教学环节,是学习深化与升华的重要过程,是对学生综合素质与工程实践的能力培养
5、应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务,编写符合要求的设计说明书,并正确绘制有关图表。在课程设计工作中,应综合运用多学科的理论、知识与技能,分析与解决工程问题。应学会依据技术课题任务,进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书;培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范,提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力;培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法;锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。通过课程设计,应能树立正确的设计思想;培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风;在工作设计中,应能树立正确的工程意识与经济意识,树立正确的生产观点、经济观点与全局观点。1.1.
6、2 本设计的意义该课程设计是学完本课程之后的一项重要的实践,是我们步入社会的一次深刻的链接,考察了我们独立设计,计算,绘图和分析的能力,同时提高了我们查阅各种设计手册的能力,通过该课程设计我们了解铸造工艺设计的一般步骤,需要用到的一些结构都需要我们认真查阅后绘制到图纸上,通过课程设计我们学会了很多课本上没有的知识。1.2 本设计的技术要求工艺设计学生要在规定的时间(3周)内,必须完成一个中等复杂程度零件的铸造工艺设计,并完成采用机器造型的主要铸造技术文件汇(编)制工作。采用CAD出图,如有条件可以进行三维设计和动态模拟。华铸CAE10.0模拟软件可以开放使用。具体任务包括:零件图1张(A4),
7、铸造工艺图1张(A3彩色),模板装配图1张(A4),芯盒图(或装配图)1张(A4),铸型装配图1张(A4),铸造工艺卡1张(A4),设计说明书1份(A4)1.3 本课题的发展现状由计算机、网络技术、传感技术、人工智能所构成的信息技术近年来在铸造生产中得到更为广泛的应用,这正在改变着铸造生产的面貌,可以说现代铸造技术的主要特征就是将传统的铸造工艺与信息技术融为一体。快速原型技术在铸造生产中的应用也有了新的发展,它除了可应用于制造新产品试制用的摸样及熔模铸造的蜡模外,还可用于直接造出酚醛树脂壳型、壳芯,他们可直接用来装配成砂型。在德国震压造型正在逐步被其它先进的造型设备所取代,而到1999年垂直分
8、型无箱射压造型、气流气压造型、空气冲压造型这三类造型线的生产能力之和已占有77%,居于主导地位。国外近年来在智能化型砂质量控制方面有很大发展,特点是利用计算机辅助对型砂质量进行预防性控制。1.4 本领域存在的问题由于技术水平和装备条件等限制,我国铸造业还不能完全生产出国内各行业所急需的一些关键铸件,特别是一些高难度、高要求的铸件。要改变目前这种状况,就必须加大铸造企业的重组和结构调整,发展专业化生产,进一步扩大优势企业的规模,提高企业的工艺和装备水平,必须加大科技投入,建立企业的研发中心并实行产学研三结合的研发体制,推动自主创新,必须把环境保护和劳动保障当作一件大事抓紧抓好,必须大力降低能耗和
9、原材料消耗,必须进一步培养铸造方面的专业人才,加强职工队伍的技术培训,提高全行业职工的技术与劳动素质。1.5 本设计的指导思想铸造工艺课程设计总的程序是:根据已下达的课题任务零件图进行详细的工艺分析后,绘制出铸造工艺图。以工艺图为依据,设计出模板图和芯合图,再绘制铸型装配图(合箱图),最后编写设计说明书和工艺卡。1.6 本设计拟解决的关键问题通过阅读图纸,应着重了解以下各点:(1)了解铸造零件的结构形状及各投影间的关系,建立零件形状的明确完整的立体概念,以保证工艺设计及各项设计制图工作的顺利进行;(2)弄清零件图的各项尺寸,并着重记录铸造零件的重量,主要壁厚及最大壁厚,零件最大尺寸(长宽高轮廓
10、尺寸),以供工艺设计使用;(3)零件各项公差要求,零件加工位置及零件各项加工要求(包括边面光洁度),并对加工方法做初步了解;(4)零件材质及性能要求,以及图纸上指出的各项特殊技术要求。2 设计方案零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求,易于保证铸件品质,简化铸件工艺过程和降低成本。审查、分析应考虑如下几个方面:1、铸件应有合适的壁厚,为了避免浇不到、冷隔等缺陷,铸件不应太薄。2、铸件结构不应造成严重的收缩阻碍,注意薄壁过渡和圆角 铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接,都应采取逐渐过渡和转变的形式,并应使用较大的圆角相连接,避免因应力集中导致裂纹缺陷。3、铸件内壁应薄于外
11、壁 铸件的内壁和肋等,散热条件较差,应薄于外壁,以使内、外壁能均匀地冷却,减轻内应力和防止裂纹。4、壁厚力求均匀,减少肥厚部分,防止形成热节。5、利于补缩和实现顺序凝固。6、防止铸件翘曲变形。7、避免浇注位置上有水平的大平面结构。2.1 零件的材质分析铸件成型材料为蠕墨铸铁,蠕墨铸铁是在铸铁材料方面介于球墨铸铁与灰铸铁之间的一种材科。蠕虫状石墨是介于球伏与片状之间的一种过渡型石墨,因而使这种铸铁的材质性能也介于球墨铸铁与灰铸铁之间。简要地说,蠕墨铸铁具有接近于球墨铸铁的强度、刚性,一定的韧性,良好的耐磨性;另一方面,它又具有接近于灰铸铁的铸造性能和热传导性能,因此这种铸铁材料愈来愈引起人们的注
12、意,并且巳开始在生产上获得了应用。它具有独特的性能,在汽车发动机、排气管、玻璃模具、柴油机缸盖、制动零、件刹车盘等方面应用取得了良好的效果。其化学成分:(见下表2-1),蠕铁的碳当量高,加稀土合金后又使铁水得到净化,因而使它具有较好的流动性。在碳当量相同的情况下,蠕铁和灰铸铁的流动性相似。蠕铁的收缩也介于灰铸铁和球铁之间,浇注系统可按灰铸铁进行设计。但对致密性要求较高,壁厚相差较大的复杂铸件,要采用球铁的浇注和补缩系统。蠕铁兼有灰铸铁和球铁的良好性能,抗拉强度和屈服强度高于灰铸铁,相当于铁素体球铁。导热性接近于灰铸铁,因而铸造工艺方便、简单、成品率高。蠕铁有较好的抗生长和抗氧化性能,蠕铁的耐磨
13、性为中国标准HT300的2.2倍以上,比高磷铸铁高1倍,而与磷铜钛铸铁相近。表2-1 ZG230-450的化学成分 (%)化学成分CSiMnSP含量3.43.6%2.43.0%0.4%0.6%0.06%20 e30 f30 铸件在砂箱中排列最好均匀对称,这样金属液作用于上砂型的抬芯力均匀,也有利于浇注系统安排,在结合已经确定分型面及浇注位置以及砂箱尺寸,基本确定铸件在砂箱内的排列如图2.8所示,其中模样的吃砂量基本确定为:a1=30 a2=40 e1=70 e2=70 f=35 图2.8 砂箱中铸件排列示意图3 设计说明铸造工艺参数是指铸造工业设计时需要确定的工艺参数,工艺参数的选择是铸造工艺
14、设计的重要内容。对指导铸造工艺设计与铸造生产具有重要作用,主要包括以下内容:3.1 工艺设计参数确定铸造工艺设计参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据,这些工艺数据一般都与模样及芯盒尺寸有关,及与铸件的精度有密切关系,同时也与造型、制芯、下芯及合箱的工艺过程有关。3.1.1 最小铸出的孔和槽铸件上的孔和槽是否铸出,要根据具体情况而定,一般较大的孔和槽直接铸出来,以节约金属减少机械加工,较小的孔和槽则不宜铸出。根据支座的轮廓尺寸160mm135mm100mm由铸造工艺设计查表得:最小铸出孔约为6mm支座的孔25(如图3.1所示)考虑加工余量后直径为19mm,厚度为23mm。该孔直径比较大,
15、高径比也不大,则应该铸出。支座的孔14(如图3.1所示)考虑加工余量后直径为8mm,厚度为27mm。该孔直径较小,高径比较大,不应该铸出,机械加工较为经济方便。 图3.1 最小铸出孔示意图3.1.2 铸件的尺寸公差铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差。在这两个允许极限尺寸之内,铸件可满足机械加工、装配和使用要求。影响铸件尺寸精度的主要原因有:铸造合金,铸件的结构,铸造方法,铸造工艺设计水平,操作水平,造型、造芯设备及工装的精度,造型、造芯材料的性能,铸件的精整和表面质量,生产技术管理和质量控制手段等等。铸件尺寸精度要求越高,对上述影响因素的要求和控制应越严,但铸件的成本也越高。因
16、此,产品设计,必须用价值工程的理念考虑铸件的尺寸公差等级;生产厂家必须从实际出发综合考虑各种因素,达到既保证铸件质量又不过多的增加生产成本的目的。总的来说,提高铸件尺寸精度是一项系统工程,要有计划的去做逐步提高,只有提高了产品质量,只有性价比合理的产品,在市场上才有竞争力。支座为砂型铸造机器造型大批量生产,由铸造工艺设计查表得:支座的尺寸公差为CT812级,取CT9级。支座的轮廓尺寸为160mm135mm100mm,由铸造工艺设计查表得:支座尺寸公差数值为2.5mm。3.1.3 机械加工余量机械加工余量是指为了保证铸件加工面尺寸和零件精度,工艺设计时,在铸件代加工面上预先增加的而在机械加工时切
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